立井超深凍結(jié)孔置換水泥漿封孔防水技術(shù)研究.pdf

1、目前，凍結(jié)法鑿井技術(shù)已成為東、西部地區(qū)煤礦立井井筒穿越?jīng)_積層、軟弱富水巖層等特殊地質(zhì)條件的主要施工方法，且井筒直徑和深度越來越大。但井筒解凍后造成的井筒滲漏水問題依然威脅礦井的安全生產(chǎn)，如何防止井筒滲漏水是凍結(jié)法鑿井急需研究解決的關(guān)鍵問題之一。
　　造成井筒滲漏水的原因是多方面的，大量的研究表明，解凍后凍結(jié)孔與凍結(jié)管之間形成的豎向環(huán)形導(dǎo)水通道是造成井筒滲漏水的主要原因之一。采用緩凝水泥漿置換凍結(jié)孔內(nèi)粘土漿，利用其硬化特性封堵凍結(jié)管

2、與圍巖間的環(huán)形空間，可主動(dòng)有效的防止井筒滲漏水。本文通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)，并結(jié)合理論分析，對(duì)緩凝水泥漿液的特性和封孔防水效果等技術(shù)關(guān)鍵開展了較為全面的研究。
　　首先，在總結(jié)井筒滲漏水的原因和防治措施的基礎(chǔ)上，分析了超深凍結(jié)孔置換水泥漿封孔防水作用機(jī)理，并根據(jù)其工藝和防水技術(shù)要求，對(duì)凍結(jié)管沉降受力狀態(tài)、水泥漿的流變特性及封孔防水影響因素進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析。
　　其次，通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)水泥漿液凝結(jié)時(shí)間、穩(wěn)定性及流動(dòng)性進(jìn)行試

3、驗(yàn)研究，確定了滿足要求的超深凍結(jié)孔置換用水泥漿各組成材料的配合比和摻量。特別是采用西安科技大學(xué)研制的 JS-1型高效緩凝劑，漿液的初凝時(shí)間能夠達(dá)到40h以上，完全滿足超深凍結(jié)孔置換用緩凝水泥漿液的技術(shù)要求。
　　最后，采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)方法，測(cè)定了凍融作用下結(jié)石體單軸抗壓強(qiáng)度及結(jié)石體與周圍介質(zhì)膠結(jié)面處的抗剪強(qiáng)度，得出了凍融作用下其力學(xué)特性明顯降低的變化規(guī)律，也驗(yàn)證了摻加膨脹劑能夠顯著提高結(jié)石體與周圍介質(zhì)抗剪強(qiáng)度，提高封孔防水效果的結(jié)